다이버를 이용한 보일의 법칙 설명
시험관으로 다이버를 만들어 보일의 법칙을 설명해 보자
외부 압력이 증가하면 시험관 내부의 기체의 부피가 감소하게 된다.
기체의 부피가 감소하면 시험관안에 물이 더 많이 들어오게 되어 시험관 전체의 밀도가 증가하게 되고
그럼 물의 밀도보다 시험관의 밀도가 커지는 순간에 다이버가 가라 앉게 되는 것이다
https://youtu.be/akHFiua4Pfs
<다이버에 대한 몇가지 생각>
1. 다이버를 온도계 처럼 사용도 가능할까?
- 아침에 만들어 논 다이버가 날씨가 더워진 점심때쯤이면 가라앉아 있는 것을 볼 수 있다.
2. 그런데 점심때 만든 다이버는 왜 다음날 아침에 가라앉아 있는 것일까?
- 이유는 간단하다. 더운 점심때 만들었다 해도 수돗물의 온도는 상당히 낮다.
따라서 다음날 아침이 되면 물의 온도가 대기중의 온도랑 같아져 미지근해 지기 때문에 페트병 내부에서 보면 온도가 올라간것과 같다.
3. 온도가 올라가면 샤를의 법칙에 의해 페트병 안에 빈 공간에 있던 공기의 부피가 증가하니까 가라앉는 것일까?
- 문제점 : 페트병 내부의 빈공간에 부피가 팽창하는 것 만큼, 시험관 안에 있는 공기의 부피도 증가할 것이다.
4. 그럼 왜 가라앉을까?
- 아마도 페트병 내부의 온도가 올라가면서 페트병 내부에 있는 물의 부피가 증가했기 때문으로 보인다.(아직 실험적으로는 증명해보지 못했음)
<교실에서 다이버를 이용한 재미있는 제시방법> - 제가 했던 방법입니다.
1. 초능력
다이버를 제시할때 오른손으로 페트병의 아랫부분을 잡고 페트병을 들어 올린다.
왼손을 페트병과 접촉하지 말고 기를 불어 넣는 흉내를 내며 들어올리거나 내리는 손시늉을 한다.
이때 오른손으로 잡고 있던 페트병을 엄지손가락으로 눌러주거나 놓아준다.(엄지손가락은 학생들 시선과 반대쪽에 위치시켜야 한다.)
오른손의 네손가락이 페트병을 움켜쥐지 않기 때문에 초능력에 의해 페트병이 오르내리는 것으로 착각하기 쉽다.
2. 마술
페트병안에 시험관이 떠오를듯 말듯 하면서 가라앉을 정도로 만든다.
그리고 페트병을 살짝 눌러준 상태에서 뚜껑을 닫고 놓으면 시험관이 떠오른다.
이상태로 다이버 실험을 보여준다.
마지막에 페트병 뚜껑을 열면 시험관이 가라앉게 된다.
염력으로 가라앉은 페트병을 떠오르게 해보자. 어떻게 하면 될까?
페트병을 눈치재치 못하게 살짝 누른 상태에서 왼손으로 페트병 입구를 틀어막는다.
그리고 살짝눌렀던 페트병을 놓아주면 시험관이 떠오르게 된다.
이때 페트병 입구를 막는 왼손을 과장된 표정으로 오버해가며 힘껏 누르는 시늉을 하면 학생들은 입구를 틀어막는 왼손에만
집중하게 되고, 왼손으로 세게 눌러야 시험관이 떠오른다고 착각하게 된다.
해보겠다고 나온 학생들은 페트병 입구를 힘껏 누르려고만 할 것이다. - 결론은 절대 떠오르지 않는다.
* 주의할점 : 학생들이 나와서 왼손으로 페트병입구를 힘껏 누르려고 하다보니 오른손으로 페트병을 꽉 잡게 된다.
이러다가 안된다고 입구를 막고있던 왼손을 떼는 순간 물이 바깥쪽으로 쏟아진 적이 한두번이 아니다.
해보겠다는 학생이 나와서 할때 물이 쏟아지지 않게 조심하기 바란다.
